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将道南理论应用于离子交换膜,可将离子交换膜与溶液的界面看作是半透 膜。固定于离子交换膜上的活性基团相当于这里的不扩散离子Z,可交换离子为 N,在这种情况下,上述体系相当于阳离子交换膜。当膜的交换容量很大时(即 ©值很大)时,溶液中的C几乎进不了膜内,也就是膜对离子具有选择透过性 若增大溶液中的NaCl浓度c2,进入膜内的Cr也随之增加,而膜的选择透过性则 相应降低。阴离子交换膜的选择透过性亦可用同一原理加以阐述。 9.4.3极化与极限电流密度 (1)极限电流密度 单位面积膜通过的电流称为电流密度i,单位为mAcm2。 阳旗 界面层 溶液 一t/F inIF D(C-C)/1000d ,水流 图9一12浓差极化示意 以阳膜淡室一侧为例(见图9一12)。膜表面存在一层厚为δ的界面层。当 电流密度为,阳离子在阳膜内的近移数为,其江移量为二+,相当于单位时 间、单位面积所江移的物质的量。阳离子在溶液中的迁移数为1,其迁移量为 卡。由于>。,造成膜表面处阳离子的亏空,使界层两侧出现浓度差。 从而产生了离子扩散的推动力。此时,离子辽移的亏空量由离子扩散的补充量来 补偿。根据菲克定律,扩散物质的通量表示为 =D(c-e) (9-12) 61000 式中中一单位时间、单位面积通过的物质的量,mmoV(cm子s): D一扩散系数,cms:
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